Maszyny proste

 

 

Klin (równia)

Zadania z ruchem ciał na równi pochyłej są zmorą licealistów (poświęcony temu dział znajduje się tu). Są tak chętnie stosowane przez nauczycieli, ponieważ w stosunkowo prosty sposób (oczywiście patrząc z perspektywy fizyka) ilustrują one wiele typowych „chwytów” stosowanych w nauce mechaniki. Tutaj nie będziemy się wgłębiać w teorię, lecz po prostu wyjaśnimy czym jest równia – jest nią najczęściej deska nachylona pod pewnym kątem do poziomu.

Korzyścią ze stosowania równi jest możliwość wniesienia dużego ciężaru na określoną wysokość, przy użyciu siły mniejszej (niekiedy znacznie) od tego ciężaru. Dzięki ułożeniu deski pod kątem siła użyta podczas podnoszenia ciała „rozkłada się” wzdłuż całej drogi. Inaczej mówiąc, chociaż droga wciągania jest znaczenie większa niż w przypadku bezpośredniego podnoszenia do góry, to jednak siła jest odpowiednio mniejsza. Przykładem zastosowania zasady równi są serpentyny umożliwiające samochodom wjazd na wysokie góry. Gdyby próbować wjechać na bardzo stromy stok bezpośrednio najkrótszą drogą do szczytu, to dla większości pojazdów byłoby to niemożliwe. Dopiero zmniejszenie siły wciągającej samochód, dzięki „rozłożeniu” jej po dłuższej drodze czyni wierzchołek góry osiągalnym.

Równia jest szczegółowa omówiona w osobnym dziale.

Tutaj dodatkowo omówię szczególną odmianę tej maszyny prostej zwanej „klinem”.

 

Klin

Klin służy do rozszczepiania mocno ze sobą złączonych powierzchni – np. do rozłupywania szczap drewnianych. Za pomocą klinów podobno Egipcjanie obrabiali kamień do budowy piramid.

 

Użycie klina jest niezwykle efektywne, ponieważ jego przekładnia dość łatwo osiąga duże wartości – rzędu nawet kilkudziesięciu, czy kilkuset.

Przekładnia klina

Przekładnia klina jest proporcjonalna do odwrotności sinusa połowy kąta rozwarcia klina.

Dla sytuacji jak na rysunku: